JP2005071922A - 透明導電膜および電磁遮蔽膜 - Google Patents

Abstract

【課題】
ＰＤＰに用いられる電磁遮蔽膜にＡｇ膜と誘電体膜とを積層した電磁遮蔽膜を用いる場合、電磁遮蔽性能の他に、低い可視光反射率とが要求され、電磁遮蔽性能と低い反射率とを満足させることは非常に困難であった。
【解決手段】
本発明の透明導電膜は、誘電体膜とＡｇ膜が交互に積膜されてなる透明導電膜において、誘電体膜とＡｇ膜との間に酸化亜鉛などの結晶質の第２の誘電体膜を形成してなる透明導電膜である。誘電体膜とＡｇ膜とで達成される光学特性をそのまま保ち、第２の誘電体膜によってＡｇ膜の表面抵抗値を下げることができ、光学特性、電磁遮蔽性能が共に良好な電磁遮蔽膜を得る。
【選択図】 なし

Description

本発明は、表示装置、特にプラズマディスプレイ（以後ＰＤＰと称す）等の前面に電磁遮蔽膜として用いられる透明導電膜に関する。

基体上に誘電体膜、Ａｇ膜、誘電体膜を順に３層積層したもの、または誘電体膜、Ａｇ膜、誘電体膜、Ａｇ膜、誘電体膜を順次５層積層したもの等、誘電体膜、Ａｇ膜が交互に積層され、最上層膜が誘電体膜でなる（２ｎ＋１）層（ｎ≧１）積層されたものが、表示装置、特にＰＤＰから漏洩する電磁波を遮断するための電磁遮蔽膜として使用されている（特許文献１）。

電磁遮蔽膜には、高い導電性とともに、高い可視光透過率と低い可視光反射率、さらに好ましい反射色調が要求される。
特許第３００４２７１号公報

ＰＤＰに用いられる電磁遮蔽膜にＡｇ膜と誘電体膜とを積層した電磁遮蔽膜を用いる場合、電磁遮蔽性能の他に、低い可視光反射率とが要求され、電磁遮蔽性能と低い反射率とを満足させることは非常に困難であった。

本発明の透明導電膜は、誘電体膜とＡｇ膜が交互に積膜されてなる透明導電膜において、誘電体膜とＡｇ膜との間に結晶質の第２の誘電体膜が形成されてなることを特徴とする透明導電膜である。

本発明の透明導電膜は、前記透明導電膜において第２の誘電体膜が酸化亜鉛を主成分とする誘電体膜であることを特徴とする透明導電膜である。

また、本発明の電磁遮蔽膜は、プラズマディスプレイパネルの前面に用いられる電磁遮蔽膜であて、透明導電膜が前記透明導電膜であることを特徴とする電磁遮蔽膜である。

本発明の透明導電膜は、誘電体膜とＡｇ膜とが交互に積層してなる透明導電膜において、該透明導電膜の光学特性を変えることなく、Ａｇ膜の抵抗あるいは厚みを小さくすることを可能にし、ＰＤＰの前面フィルターに要求される電磁遮蔽性能と低い反射率とを満足させる電磁遮蔽膜を提供する。

本発明の導電膜は、図５に示すように、透明基板１の上に誘電体膜４、第２の誘電体膜３、Ａｇ膜２と、この順に誘電体膜４、第２の誘電体膜３、Ａｇ膜２が繰り返し積層され、最上層のＡｇ膜２に誘電体膜４を積層してなる透明導電膜である。

Ａｇ薄膜の比抵抗ρ（Ω・ｃｍ）は、薄膜の表面抵抗値Ｒｓ（Ω／□）とＡｇ膜厚ｔ（ｎｍ）とから、次の（１）式で算出される。
ρ＝Ｒｓ×ｔ×１０^―７（Ω・ｃｍ） （１）
表面抵抗値Ｒｓ（Ω／□）は、抵抗測定器などで測定される値である。

表１に、Ａｇの膜厚が１０ｎｍ、１５ｎｍ、２０ｎｍの各膜厚においてＡｇ薄膜の直下に形成する誘電体膜の種類を変えた場合のＲｓとρの値を示す（成膜例１〜成膜例１２）。誘電体膜の種類は成膜例１〜３が酸化亜鉛、成膜例４〜６が酸化チタン、成膜例７〜９が酸化錫、成膜例１０〜１２が酸化珪素の場合である。Ｒｓの値は直下に形成する誘電体膜の種類が同じであればＡｇ膜の膜厚が厚ければ厚い程低くなる。またＲｓ値はＡｇ膜の厚みが同じであっても直下に形成する誘電体膜の種類によって値が変動する。すなわちＡｇ膜のρ値は直下に形成する誘電体膜の種類によって変化する。とくにＡｇ膜のρ値は表１から明らかなように直下の誘電体膜が酸化亜鉛の場合に他の誘電体膜の場合に比べて突出して低くなる。

Ａｇ膜や誘電体膜はスパッタリング法で好適に成膜できる。成膜は、真空蒸着法、ＰＶＤ法などでも行うことができるが、本発明は、誘電体膜やＡｇ膜の成膜方法に限定されるものではない。

図１〜図４は、表１に示す膜構成について測定したＸ線回折パターンである。２θ＝３８°のピークは、Ａｇ（１１１）面による回折ピークであり、このピークは、Ａｇ膜の下地層に用いている誘電体膜が同じ場合は、Ａｇ膜の膜厚に比例して大きくなる。また、Ａｇ膜の膜厚が等しい場合は、下地層を酸化亜鉛とした場合のみに、大きくて鋭いピークがみられるが、それ以外の誘電体膜の場合は、回折ピークは小さく、Ａｇ膜の膜厚が１０ｎｍの場合にはほとんどピークが見られない。

前記のρの測定結果とＸ線回折測定の結果から、Ａｇ膜の比抵抗ρはＡｇ膜の結晶性と密接な関係があり、Ａｇ膜の結晶性が強いほど、Ａｇ膜の比抵抗は低くなると考えられる。

またＸ線回折パターンにはＡｇ（１１１）面のピーク以外の格子面のピークがほとんど現れないことから、Ａｇ膜の結晶は、Ａｇ（１１１）面が基板に対して平行になるような結晶方位に優先的に配向していると考えられる。

また、図１に示す、成膜例１〜３のＸ線回折の２θ＝３４．５°のピークは、ＺｎＯ（００２）面のピークであり、図２〜図３に示す、成膜例４〜１２のＸ線回折パターンには、鋭いピークが現れない。このことから、成膜例１〜１２の誘電体膜の中で、ＺｎＯ膜だけが結晶質の膜を形成していると考えられる。

また、このＺｎＯ薄膜のＸ線回折パターンには、ＺｎＯ（００２）面のピーク以外の格子面のピークがほとんど現れないことから、ＺｎＯ薄膜は、ＺｎＯ（００２）面が基板に対して平行になるような結晶方位に優先的に配向していると考えられる。

従って、Ａｇ膜の直下に形成する誘電体膜に、結晶質の膜を形成する誘電体膜、特にＺｎＯ膜を用いることにより、低比抵抗なＡｇ膜を形成させることができる。具体的には、Ａｇを主成分とする膜の比抵抗ρが１０ｎｍの膜厚において４．４×１０^―６Ω・ｃｍ、１５ｎｍの膜厚において３．８×１０^―６Ω・ｃｍ、２０ｎｍの膜厚において３．４×１０^―６Ω・ｃｍとすることができる。これらの比抵抗ρの値は直下に形成する誘電体膜として非結晶の材料を用いた場合と比較すると膜厚２０ｎｍにおいては０．８倍程度、膜厚１０ｎｍにおいては０．７倍程度と、著しく低い比抵抗となる。

Ａｇ膜の下地層に用いる誘電体膜が結晶質であるか結晶質でないかにないかによる、Ａｇ膜の比抵抗の差異は、Ａｇ膜の厚みが２０ｎｍの場合より、１０ｎｍの場合のほうが大きい。これは、下地層に結晶質の誘電体を用いた場合には、Ａｇ膜厚が薄い程Ａｇ膜が安定な結晶を形成するためと考えられる。

ＰＤＰの前面に設置されるフィルターを構成する電磁遮蔽膜は、電磁遮蔽性能を発揮するための所定の表面抵抗値を要求されるとともに、可視光領域において、広い波長帯で低反射率を要求される。この電磁遮蔽膜の反射特性は、Ａｇの膜厚に大きく依存する。

誘電体膜とＡｇ膜とが交互に積層して電磁遮蔽膜とする、ＰＤＰの前面フィルターにおいて、誘電体膜とＡｇ膜との間に結晶質の第２の誘電体膜を形成して、Ａｇ膜の厚みが同じ場合は、表面抵抗値の低い電磁遮蔽膜を作製することができ、また、同じ表面抵抗値である場合は、Ａｇ膜の膜厚を薄くすることがでる。

第２の誘電体膜には、結晶質の膜として酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、窒化ジルコニウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化二オブ、窒化二オブの膜を好適に用いることができる。

実施例１は、Ａｇ膜と交互に積層する誘電体膜に、屈折率の高い酸化チタン膜を用いた場合である。酸化チタン膜とＡｇ膜との間に、結晶質のＺｎＯ膜を形成し、結晶質の誘電体を使用しない場合（比較例１）に比べ、表面抵抗値が１．３Ω／□と低くするとともに、酸化チタン膜を用いることによる光学特性、特に低反射性を保った電磁遮蔽膜を作製することができる。
誘電体膜とＡｇ膜との間に形成する結晶質の誘電体膜の厚みは、１０ｎｍ以下とすることが好ましい。

以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
実施例１
透明基体として、大きさが１０００ｍｍ×５８０ｍｍ×約３ｍｍ（厚さ）のフロートガラス基板（可視光線透過率：９０．４％）を用い、透明基板の表面上に、ＲＦマグネトロンスパッタリング装置を用いて成膜した。

先ず、スパッタリング装置のカソードに予めＴｉＯ_２ターゲットＺｎＯターゲット、Ａｇターゲットを取り付けたのち、成膜前の圧力が２×１０^―４Ｐａ以下となるように真空チャンバー内の排気を行った。成膜は以下の順で行った。
1)成膜室の雰囲気をＡｒ：Ｏ_２＝９７：３としたのち、ＴｉＯ_２ターゲットに所定の電力を印加して、ＴｉＯ_２の膜厚が３０ｎｍとなるようにガラス基板の搬送速度を調節して成膜を行った。
2)成膜室の雰囲気をＡｒ：Ｏ_２＝９７：３としたのち、ＺｎＯターゲットに所定の電力を印加して、ＺｎＯの膜厚が５ｎｍとなるようにガラス基板の搬送速度を調節して成膜を行った。
3)成膜室の雰囲気をＡｒ１００％としたのち、Ａｇターゲットに所定の電力を印加して、Ａｇの膜厚が１５ｎｍとなるようにガラス基板の搬送速度を調節して成膜を行った。
4)成膜室の雰囲気を再びＡｒ：Ｏ_２＝９７：３としたのち、ＴｉＯ_２ターゲットに所定の電力を印加して、ＴｉＯ_２の膜厚が６０ｎｍとなるようにガラス基板の搬送速度を調節して成膜を行った。

5)成膜室の雰囲気をＡｒ：Ｏ_２＝９７：３としたのち、ＺｎＯターゲットに所定の電力を印加して、ＺｎＯの膜厚が５ｎｍとなるようにガラス基板の搬送速度を調節して成膜を行った。

6)成膜室の雰囲気を再びＡｒ１００％としたのち、Ａｇターゲットに所定の電力を印加して、Ａｇの膜厚が１５ｎｍとなるようにガラス基板の搬送速度を調節して成膜を行った。

7)成膜室の雰囲気を再びＡｒ：Ｏ_２＝９７：３としたのち、ＴｉＯ_２ターゲットに所定の電力を印加して、ＴｉＯ_２の膜厚が３０ｎｍとなるようにガラス基板の搬送速度を調節して成膜を行った。

以上のようにして、図５に示すような、Ｇ（ガラス）／ＴｉＯ_２（３０ｎｍ）／ＺｎＯ（５ｎｍ）／Ａｇ（１５ｎｍ）／ＴｉＯ_２（６０ｎｍ）／ＺｎＯ（５ｎｍ）／Ａｇ（１５ｎｍ）／ＴｉＯ_２（３０ｎｍ）という膜構成の電磁遮蔽膜を作製した。

作製した電磁遮蔽膜について光学特性と表面抵抗値（Ｒｓ値）の評価を行った。表２に、膜構成と可視光線透過率Ｔｖ、可視光線反射率Ｒｖ、表面抵抗値（Ｒｓ値）の値を示す。

比較例１
実施例１と同様に、透明基体として、大きさが１０００ｍｍ×５８０ｍｍ×約３ｍｍ（厚さ）のフロートガラス基板（可視光線透過率：９０．４％）を用い、透明基板の表面上に、ＲＦマグネトロンスパッタリング装置を用いて成膜した。

先ず、スパッタリング装置のカソードに予めＴｉＯ_２ターゲット、Ａｇターゲットを取り付けたのち、成膜前の圧力が２×１０^―４Ｐａ以下となるように真空チャンバー内の排気を行った。成膜は以下の順で行った。

1)成膜室の雰囲気をＡｒ：Ｏ_２＝９７：３としたのち、ＴｉＯ_２ターゲットに所定の電力を印加して、ＴｉＯ_２の膜厚が３０ｎｍとなるようにガラス基板の搬送速度を調節して成膜を行った。

2)成膜室の雰囲気をＡｒ１００％としたのち、Ａｇターゲットに所定の電力を印加して、Ａｇの膜厚が１５ｎｍとなるようにガラス基板の搬送速度を調節して成膜を行った。

3)成膜室の雰囲気を再びＡｒ：Ｏ_２＝９７：３としたのち、ＴｉＯ_２ターゲットに所定の電力を印加して、ＴｉＯ_２の膜厚が６０ｎｍとなるようにガラス基板の搬送速度を調節して成膜を行った。

4)成膜室の雰囲気を再びＡｒ１００％としたのち、Ａｇターゲットに所定の電力を印加して、Ａｇの膜厚が１５ｎｍとなるようにガラス基板の搬送速度を調節して成膜を行った。

5)成膜室の雰囲気をＡｒ：Ｏ_２＝９７：３としたのち、ＴｉＯ_２ターゲットに所定の電力を印加して、ＴｉＯ_２の膜厚が３０ｎｍとなるようにガラス基板の搬送速度を調節して成膜を行った。

以上のようにして、図６に示すような、Ｇ（ガラス）／ＴｉＯ_２（３０ｎｍ）／Ａｇ（１５ｎｍ）／ＴｉＯ_２（６０ｎｍ）／Ａｇ（１５ｎｍ）／ＴｉＯ_２（３０ｎｍ）という膜構成の電磁遮蔽膜を作製した。

作製した電磁遮蔽膜について光学特性と表面抵抗値（Ｒｓ値）の評価を行った。表２に膜構成と可視光線透過率Ｔｖ、可視光線反射率Ｒｖ、表面抵抗値（Ｒｓ値）の値を示す。

なお、下記に示す実施例、比較例で得られた電磁遮蔽膜の光学特性は分光光度計（４０００型、日立製作所製スペクトロフォトメーター）により波長３８０〜７８０ｎｍ間の分光透過率および分光反射率を測定し、ＪＩＳ Ｒ ３１０６に準拠し、可視光線透過率Ｔｖ、可視光線反射率Ｒｖ（膜面側）を算出した。

また、表面抵抗値（Ｒｓ値）は非接触式抵抗測定器（Ｄｅｌｃｏｍ社製Ｍｏｄｅｌ ７１７Ｂ）により測定した。

ＺｎＯ膜に積層したＡｇ膜のＸ線回折像を示すグラフ。 ＴｉＯ₂膜に積層したＡｇ膜のＸ線回折像を示すグラフ。 ＳｎＯ₂膜に積層したＡｇ膜のＸ線回折像を示すグラフ。

ＳｉＯ₂膜に積層したＡｇ膜のＸ線回折像を示すグラフ。 実施例１の電磁遮蔽膜の概念的な断面図である。 比較例１の電磁遮蔽膜の概念的な断面図である。

符号の説明

１ 透明基板
２ Ａｇ膜
３ ＺｎＯ膜
４ ＴｉＯ₂膜

Claims (3)

1. 誘電体膜とＡｇ膜が積層されてなる透明導電膜において、誘電体膜とＡｇ膜との間に、結晶質の第２の誘電体膜が形成されてなることを特徴とする透明導電膜。
2. 第２の誘電体膜が酸化亜鉛を主成分とする誘電体膜であることを特徴とする請求項１に記載の透明導電膜。
3. プラズマディスプレイパネルの前面に用いられる電磁遮蔽膜において、透明導電膜が請求項１または請求項２に記載の透明導電膜であることを特徴とする電磁遮蔽膜。

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